酶法淀粉糖双酶法液化糖化生产技术课件

1、第四章淀粉糖法液化糖化生产技术，第一节淀粉糖产品生产用酶制剂1、-淀粉酶2、淀粉葡萄糖苷酶3、-淀粉酶4、脱枝酶5、葡萄糖异构酶第二节液化技术1、淀粉液化技术2、低压蒸汽喷射液化工艺和工艺条件3， 液化的重要设备：低压蒸汽喷射液化器第三节糖化技术1、糖化理论2、糖化工艺流程和工艺条件控制3、考虑双酶法的糖过滤问题的第四节其他淀粉糖化品的生产1、葡萄糖糖浆生产2、麦芽糖浆生产3、麦芽糊精生产4、低聚果糖生产1、PPP 淀粉水解常常有酸法、酸酶法、双酶法。 其中，酸法水解淀粉技术对设备的要求高、环保、产品质量和不利于下游产业等已经被淘汰，但酶的规律由于提高了转化率，复合、分解反应少、条件温和等已成

2、为目前理想的制糖方法。 双酶法是以特异性强的淀粉酶和糖化酶为催化剂将淀粉水解成葡萄糖的方法。 2，PPT为交流，淀粉糖的制造原理，3，PPT为交流，淀粉糖的生产途径(酶法和酸法)，4，PPT为交流，第一节淀粉糖产品生产用酶制剂，1，-淀粉酶为内接型淀粉酶，作用于淀粉时从淀粉分子内部任意切开- 1，4键使淀粉分子迅速分解，失去粘性和碘的显色反应，同时增加水解物的还原性的现象也被称为液化作用，因此-淀粉酶也被称为液化作用，-淀粉酶可以任意切开- 1，4键，切开分支点的- 1，6键，也可以切开分支点附近的 影响5、PPT学习交流、2. -淀粉酶水解反应、6、PPT学习交流、3.-淀粉酶作用的因素3.

3、1温度：不同来源的-淀粉酶具有不同的热稳定性和最佳反应温度。 根据对温度的适应性，高温(100以上)、耐热性(中温酶7090)、非耐热性(低温酶5055)的3.2ph值：稳定范围58、最佳范围56 3.3钙离子：钙离子具有保持-淀粉酶的最佳构象的作用，酶的最大特别是低温酶和中温酶，在使用中需要添加适量的钙离子。 7、PPT学习交流，二、淀粉葡萄糖苷酶(糖化酶)1.作用方式：葡萄糖苷酶是一种外接型淀粉酶，从淀粉分子的非还原端依次水解- 1，4键，分离葡萄糖单元。 麦芽糖和普鲁兰分支点的- 1，6键也能水解，只是水解速度慢，只水解- 1，4键的1/10。 8、PPT学习交流、2 .葡萄糖苷酶的水解

4、反应、9、PPT学习交流、3 .影响葡萄糖苷酶作用的因素3.1温度： 5065 3.2 pH值： 3.55.5 3.3葡萄糖转移酶的干扰、10、PPT学习交流、3，-镜4葡聚糖水解酶)1.-淀粉酶是一种外接型淀粉酶，作用于淀粉时从非还原端依次切开- 1，4键生成麦芽糖。 -淀粉酶不能水解支链淀粉的- 1，6键，另外，不能越过分支点的- 1，6键切开内部的- 1，4键，也不能水解23个分支点附近的- 1，4键。 生成50%65%麦芽糖时，不会再水解而残留糊精。 即使淀粉酶作用于淀粉酶，也只能把淀粉的70%90%水解成麦芽糖。 影响11、PPT学习交流、2. -淀粉酶水解反应、12、PPT学习交流

5、、3.-淀粉酶作用的因素3.1温度：最适合5065，但在70下3060min完全失活。3.2 pH值：稳定范围5.08.0，最佳范围5.56.0 3.3酶的来源：大豆、大麦、小麦、白薯、细菌、13、PPT学习交流，4、脱枝酶1 .脱枝酶的作用形式和分类：脱枝酶水解分枝淀粉和糖原等高分子化合物中的- 1，6键它切开分支点的- 1，6键，制成缩短了整个侧支的直链糊精，有利于-淀粉酶的作用。 根据对基质的特异性，直接脱支酶可分为普拉酶和异淀粉酶。 14、PPT学习交流，2 .脱支酶水解反应脱支酶和普鲁拉酶并用可得到95%以上的麦芽糖。 影响15、PPT学习交流、3 .脱支酶作用的因素3.1温度：最佳

6、温度50553.2ph:5.56.0.3酶的来源：产气菌、芽孢杆菌、假单胞菌、16、PPPT学习交流、液化酶、糖化酶、脱支酶的作用方式、3酶的来源、，五，固定化葡萄糖异构酶1 .葡萄糖异构酶的作用形式：葡萄糖异构酶(Glucose Isomerase，EC.5.4.1.5 )是葡萄糖异构酶葡萄糖异构酶的生产菌种主要是放线菌、芽胞菌、节杆菌等。 葡萄糖异构酶将葡萄糖分子的还原端的醛基转化为酮基，将葡萄糖转化为果糖。 18、PPT学习交流、2 .葡萄糖转移酶转移反应、19、PPT学习交流、3 .影响葡萄糖异构酶作用的因素3.1异构酶的应用：目前普遍采用固定化酶床反应器法。 3.2最佳ph:6.58

7、.5.3.3生产ph:6.57.0.3.4随着温度的升高，反应有利于果糖的生成，异构化反应温度为6070。 目前有高温异构酶产品，最佳温度接近100度，能在高温条件下提高果糖产量。 20、PPT学习交流，第二节液化技术，一、二酶法制造淀粉糖化物1 .基本原理：用酶解法制造葡萄糖分为两个阶段：第一阶段是液化过程，用-淀粉酶将淀粉液化，转化为糊精和低聚糖。 第二阶段是糖化过程，利用糖化酶将糊精和低聚糖进一步水解成葡萄糖。 淀粉的液化和糖化是通过酶来进行的，所以酶解法也称为双酶法。 双酶法的优点是淀粉转化率高，条件温和，产生的葡萄糖复合分解少。 双酶是指用于淀粉液化和糖化作用的两个系列的酶。 ) 2

8、1、PPT学习交流、2 .双酶法葡萄糖制造工艺、22、PPT学习交流、3 .淀粉理论转化率、葡萄糖对淀粉的理论转化率(C6 h10 o5 ) nh2o=n (C6 h12 o6 ) 162.14.02180.16基于淀粉的葡萄糖PPT学习交流4 .工艺测定指标，葡萄糖含量 DE值糊精测定：无水乙醇检查(常用OD表示)，24，PPT学习交流，OD测定，OD值是实际测定液化结果的指标，将糖液滴入无水醇中，观察糖液中的糊精的量，糊精PS越低越好。 一般的测定方法是正确吸收0.5ml的糖液，加入19.5ml的无水酒精中，用581分光光度计测定420nm的波长比色，当然糖化中产生的低聚糖、异麦芽糖等不发

9、酵性糖对OD值没有反应，所以OD只是重要的参考。 25、PPT学习交流，二、液化的基本理论，1 .液化的定义液化是利用液化酶把糊化淀粉水解成糊精和低聚糖等，大幅度降低粘度，提高流动性。(C6H10O5)n (C6H10O5)x，26，PPT学习交流，2 .液化酶的作用形式：2.1 -淀粉酶是内端淀粉酶，能从淀粉分子内部任意分离- 1，4糖苷键，不能水解- 1，6糖苷键，液化产物直到2.2淀粉糊化为止，-淀粉酶直接进入淀粉粒子内部，难以与淀粉分子发生作用。 淀粉不经过糊化阶段，酶就不开始工作。27、PPT学习交流，3 .用于液化作用、糖化的糖化酶属于外酶，水解作用是从基质分子的非还原末端进行的，

10、为了增加糖化酶作用的机会，为了加快糖化反应速度，首先要将大分子淀粉水解为糊精和低聚糖。 28、PPT学习交流，三、淀粉糊化和老化，1 .糊化的定义糊化：淀粉粒子开始膨胀，偏振布消失，体积增大数倍，结晶结构消失，淀粉乳变成糊状液体的过程。 淀粉糊的糊化温度，29，PPT学习交流，2 .糊化作用酶水解颗粒淀粉和糊化淀粉的速度约为1:20000。 淀粉在淀粉酶作用前加热淀粉乳，会引起淀粉粒子的吸水膨胀、糊化、结晶结构的破坏。 淀粉乳糊化是酶法技术的第一个必要步骤。 30、PPT学习交流，3 .老化：老化是淀粉分子间氢键断开的糊化淀粉形成新氢键的过程，即再结晶过程。 在制糖过程中，淀粉酶难以进入老化淀

11、粉的结晶区域，淀粉难以液化，糖化更难进行，因此必须严格控制淀粉糊的老化。 31、PPT学交流，4 .淀粉糊老化控制： 4.1淀粉成分的影响：直链比支链淀粉更容易老化。 淀粉老化的程度可以用冷却时形成的凝胶程度来表示。 4.2液化程度：液化程度越高并不是越好。 在后续糖化过程中葡萄糖淀粉酶与基质分子生成络合结构，然后产生水解催化作用，基质分子的大小需要一定范围，有利于络合结构的生成。 液化中水解程度高的话，最终葡萄糖值变得过低，液化淀粉的凝聚性强，容易再结合，过滤非常困难。 一般来说，淀粉液化时DE值为1518% .32，PPT学习交流，4.3碱度：碱性条件更难老化，要综合考虑材料液的透光和酶的

12、最佳pH。 4.4温度和加热方式：一般采用高速升温降温，现在多使用高温淀粉酶，液化温度达到110。 4.5淀粉糊的浓度：浓度越高越容易老化，一般在1015Be、33、PPT下学习交流， 4 .液化方法酸法间歇液化法催化酸酶法半连续液化法高压蒸汽酶法喷射液化法低压蒸汽水解一次酶力二次酶力三次酶机械液化法高温酶法高温酶法淀粉质原料直接液化法精制淀粉液化法， 34 PPT学习交流，1 .液化方法的选择，国内现在多使用低压(0.20.3MPa )和中压(0.40.6MPa )的蒸汽喷射。 国内普遍采用的技术是加入一次或两次酶的一次中压喷射液化法。35、PPT学习交流，2 .难液化淀粉原料的液化方法：淀

13、粉液化广泛应用于各种淀粉，如玉米淀粉、木薯淀粉等。 但是，液化法由于蛋白质含量高、杂质含量多的难液化淀粉原料，例如小麦、小麦淀粉等的液化效果不理想，所以经常需要采用二段液化法或其以上的阶段，多次高温处理和多次加入酶进行液化的方法，使这些难液化淀粉进一步膨胀破坏为了进一步凝聚蛋白质，提高液化效果，36，PPT学习交流，五液化过程及其控制1 .液化DE值根据生产经验，一般用DE值测定液化程度，DE值在1015时结束液化过程比较合适，液化终点可以用碘显色来判断。 到达终点后，对液化液进行灭菌，可以升温到120，保持10min。 消除酶后，冷却到糖化酶的作用温度，进行糖化。 37、PPT学习交流，液化

14、程度过低，液化产物的分子数少，糖化酶与基质接触的机会少，影响糖化速度的液化程度低，液化液容易老化，糖化酶难以进入老化产物的结晶区域，影响糖化程度，最终糖化液的粘度大，过滤困难。 液化程度过高，液化液的分子小，不利于络合结构的生成，影响糖化酶的催化效率，糖化液的最终DE值低。 在38、PPT学习交流、2、淀粉液化程度与糖化程度的关系图、39、PPT学习交流、3 .液化程度的控制液化过程中，可以通过调节淀粉酶的使用量、喷射温度、维持温度、液化时间等条件来控制液化程度。 液化作用可以在配管和罐内进行，其作用时间取决于材料液的流量和维持设备的容积，一般通过60min .40，PPT学习交流，4 .淀粉

15、液化液的品质的判断，4.1液化液将4.2液化液的DE值均匀地控制在1218%，20% 4.3碘液反应：淀粉作为淀粉完全液化的标准，一般应该达到浅红色和茶色. 4.4蛋白质凝聚：蛋白质凝聚团结的好坏，决定了蛋白质从溶液中分离的地方的效果。 4.5过滤速度接近正常值。 用滤纸漏斗过滤，计算单位时间的过滤量。 4.6外观：液化液的外观必须透明，没有白浊的4.7粘度：液化液的粘度直接反映在过滤速度快、液化液的流动性好等方面。 一般来说，在实际生产中，以滤纸过滤相同体积的液化液的速度判断液化粘度的大小，41、PPT学习交流，5 .液化液的用途5.1葡萄糖和果实糖浆：的生产葡萄糖含量高，色调浅，透明度高， 过滤性能好5.2中转化糖浆：的过滤性能差5.3发酵碳源葡萄糖液：过滤速度快，蛋白质过滤彻底，42，PPT学习交流，6，喷射式连续液化喷射式液化意味着材料液和蒸汽的混合通过喷射器以微乱流的状态完成，因此可以使用其他形式的喷射式液化和高温淀粉酶的并用，使淀粉的液化技术达到了全新的水平。 43、PPT学习交流，1.1(2)第二次酶喷射的液化流程，44、PPT学习交流，1(2)第一次酶喷射的液化设备说明1 .淀粉乳原料罐(一次酶)2.淀粉乳输送泵3 .液化喷射器(关键设备)4.高温维持管5 .